[随堂巩固]
1．如图所示，a 、b 、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c 为
ab 中点，a 、b 的电势分别为φa ＝5 V ，φb ＝3 V ，下列叙述正确的是
( )
A ．该电场在c 点处的电势一定为4 V
B ．a 点处的场强E a 一定大于b 点处的场强E b
C ．一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少
D ．一正电荷运动到c 点时受到的电场力由c 指向a
解析：只有一根电场线，此处无法判断是否为匀强电场，故A 、B 错误；由电势高低情况可知电场线方向为a 指向b ，故正电荷所受的电场力方向由c 指向b ，正电荷由c 点移到b 点，电场力做正功，电势能减少，故D 错误、C 正确．
答案：C
2．如图所示，空间分布着竖直向上的匀强电场E ，现在电场区域内某点
O 处放置一负点电荷Q ，并在以O 点为球心的球面上选取a 、b 、c 、
d 四点，其中a 、c 连线为球的水平大圆直径，b 、d 连线与电场方向
平行．不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A ．b 、d 两点的电场强度大小相等，电势相等
B ．a 、c 两点的电场强度大小相等，电势相等
C ．若从a 点抛出一带正电小球，小球可能沿a 、c 所在圆周做匀速圆周运动
D ．若从a 点抛出一带负电小球，小球可能沿b 、d 所在圆周做匀速圆周运动
解析：设球半径为R ，E b ＝E －k Q R 2，E d ＝E ＋k Q R 2，故A 错误，E a ＝E 2＋???
?k Q R 22，E c ＝E 2＋???
?k Q R 22，且a 、c 在同一等势面上，故B 正确，当带电小球所受重力和电场力大小相等，方向相反，且k Qq R 2＝m v 2R
时，小球能沿a 、c 所在圆周做匀速圆周运动，C 正确、D 错误．
答案：BC
3．如图所示，a 、b 、c 、d 是某匀强电场中的四个点，它们正好是
一个矩形的四个顶点，ab ＝cd ＝L ，ad ＝bc ＝2L ，电场线与矩
形所在平面平行．已知a 点电势为20 V ，b 点电势为24 V ，d
点电势为12 V ，一个质子从b 点以v 0的速度射入此电场，入
射方向与bc 成45°角，一段时间后经过c 点．不计质子的重力，下列判断正确的是( )
A ．c 点电势低于a 点电势
B ．电场强度的方向由b 指向d
C ．质子从b 运动到c ，所用的时间为2L v 0
D ．质子从b 运动到c ，电场力做功为4 eV
解析：在匀强电场中，电势是均匀降低的，则φa －φb ＝φd －φc ，
得φc ＝16 V ，φc ＜φa ，A 正确．设ad 中点为e ，bc 中点为f ，
则φe ＝16 V ，φf ＝20 V ，连接ec 、af ，两者为两条等势线，又
因为ab ＝L ，bc ＝2L ，Δabf 为等腰直角三角形，过b 作bh ⊥
af ，则bh 为一条电场线，方向由b 到h ，故B 错误．质子从
b 到
c 运动过程，沿v 0方向做匀速直线运动s ＝2L ，t ＝s v 0＝2L v 0
，C 正确．质子从b 运动到c 电场力做功W ＝U b c q ＝8 eV ，故D 错误． 答案：AC
4．平行板间有如图所示的周期性变化的电压．重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t ＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况．在所示的图象中，正确定性描述粒子运动的速度图象的是( )
解析：0～T 2时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动，T 2
～T 时间内做加速度恒定的匀减速直线运动，由对称性可知，在T 时速度减为零．此后周期性重复，故A 正确． 答案：A
5．如图所示，质量为m 、电荷量为＋q 的小球从距地面一定高度的O
点，以初速度v 0沿着水平方向抛出．已知在小球运动的区域里，
存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场，如果测得小球
落地时的速度方向恰好是竖直向下的，且已知小球飞行的水平距
离为L ，求： (1)电场强度E 为多大？
(2)小球落地点A 与抛出点O 之间的电势差为多大？
(3)小球落地时的动能为多大？
解析：(1)分析水平方向的分运动得知，小球落地时水平方向的速度减至零，有
0－v 20＝－2aL
又a ＝qE m
联立解得E ＝m v 202qL
. (2)由匀强电场场强和电势差的关系可得A 与O 之间的电势差U AO ＝EL
则U AO ＝m v 202q
. (3)设小球在空中飞行的时间为t ，
分析竖直方向的分运动有v A ＝gt
分析水平方向的分运动有v 0＝qE m
t 又小球落地时的动能有E k A ＝12m v 2A ，结合第(1)问求得的结果，解得E k A ＝2mg 2L 2
v 20
. 答案：(1)m v 202qL (2)m v 202q (3)2mg 2L 220
[限时训练]
一、选择题(本题共10个小题，每小题6分，共计60分．每小题至少一个答案正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1．(2012·高考天津卷)两个固定的等量异号电荷所产生电场的
等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图
中A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，
粒子只受静电力作用，则粒子在电场中( )
A ．作直线运动，电势能先变小后变大
B ．作直线运动，电势能先变大后变小
C ．做曲线运动，电势能先变小后变大
D ．做曲线运动，电势能先变大后变小
解析：带负电的粒子开始在零电势线上，电势能为零，进入电场后在电场力的作用下向上偏转，做曲线运动，电势能减小，最后出电场，电势能又增大为零，因此电子整个过程做曲线运动，电势能先变小后变大，C 项正确．
答案：C
2．如图所示，一均匀细金属圆环是由四个互相绝缘的四分之一圆弧A 、B 、
C 、
D 组成，已知当只有A 弧带正电q 时，在圆心O 处产生的电场强
度大小为E0，则当A、B弧各带正电q，C、D弧各带负电q时，在圆心O处的场强大小为()
A．2E0B．0
C.2E0D．22E0
解析：只有A弧带正电时，在O点的场强大小为E0，由于电荷均匀
分布，可知E0应与竖直方向成45°角．所以B弧带正电为q时，在
O点的场强大小也为E0，且与A弧产生的场强垂直．因为C、D弧
带负电，所以D弧在O点产生的场强大小为E0，方向与B弧产生的
场强方向相同；C弧在O点产生的场强大小为E0，方向与A弧产生
的场强相同．由场强叠加可知，在O点的合场强大小为22E0.
答案：D
3．(2012·高考上海卷)如图，质量分别为m A和m B的两小球带有
同种电荷，电荷量分别为q A和q B，用绝缘细线悬挂在天花板
上．平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向
间夹角分别为θ1与θ2(θ1＞θ2)．两小球突然失去各自所带电荷
后开始摆动，最大速度分别为v A和v B，最大动能分别为E k A和E k B.则()
A．m A一定小于m B B．q A一定大于q B
C．v A一定大于v B D．E k A一定大于E k B
解析：对两球受力分析可知，A、B所受电场力等大，方向沿水平方向，则有：F电＝mg tan
θ，与电荷量的大小无关，所以有m∝
1
tan θ，故m A＜m B，选项A对、B错；两球自静止
摆至最低点的过程中，机械能守恒，且在最低点时速度最大，动能最大，由于l cos θ相等，故l A＞l B，所以A球在运动到最低点的过程中，重心下降的高度大，即ΔE p A＞ΔE p B，由机械能守恒定律得，E k A＞E k B，所以v A＞v B，故选项C、D正确．
答案：ACD
4．(2012·广州模拟)一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接
地．两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示，以C表
示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，
W表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板
缓慢向右平移一小段距离l0的过程中，各物理量与负极板移动
距离x的关系图象中正确的是()
解析：由平行板电容器的电容C ＝εS 4πkd
可知A 错．在电容器两极板所带电荷量一定情况下，U ＝Q C ，E ＝U d ＝4πkQ εS
与d 无关，则B 错．在负极板接地的情况下，φ＝φ0－El 0则C 项正确．正电荷在P 点的电势能W ＝qφ＝q (φ0－El 0)显然D 错．
答案：C
5．(2012·高考广东卷)下图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电
矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对
矿粉分离的过程，下列表述正确的有( )
A ．带正电的矿粉落在右侧
B ．电场力对矿粉做正功
C ．带负电的矿粉电势能变大
D ．带正电的矿粉电势能变小
解析：带正电粒子受电场力向左，落在左侧；电场力对矿粉做正功；其矿粉的电势能减小，动能增加；正确选项为B 、D.
答案：BD
6．(2012·南京模拟)如图所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电
的小物块P ，将另一个带电小物块Q 在斜面的某位置由静止释放，
它将沿斜面向上运动．设斜面足够长，则在小物块Q 向上运动过
程中( )
A ．小物块Q 的动能一直增大
B ．小物块Q 的电势能一直增大
C ．小物块Q 的重力势能和电势能之和一直增大
D ．小物块Q 的机械能一直增大
解析：由题意知带电小物块Q 向上先加速后减速，A 错误；在小物块Q 向上运动过程中，电场力对小物块Q 一直做正功，电势能减少，故B 错误；根据能量守恒定律，小物块Q 的重力势能、电势能以及小物块Q 的动能之和不变，而小物块Q 的动能先增加后减小，所以小物块Q 的重力势能和电势能之和应先减小后增大，C 错误；除了重力或弹力外，其余外力(电场力)对小物块Q 做正功，则机械能增加，可知D 正确．
答案：D
7．如图所示，两平行板电容器的四块极板A 、B 、C 、D 平行放置(AB
两板充电后电源断开，CD 两板始终与电源相连)，每块极板上开有
一个孔，四个小孔M 、N 、P 、Q 的连线与极板垂直．一个电子以非
常小的速度从小孔M 进入A 、B 极板间，在被A 、B 极板间的电场
加速后，从小孔P 进入C 、D 极板间，但未从小孔Q 射出，则( )
A ．若将
B 板向右移动一小段距离，电子可能从小孔Q 射出
B ．若将A 板向左移动一小段距离，电子可能从小孔Q 射出
C ．若将
D 板向左移动一小段距离，电子可能从小孔Q 射出
D ．若将C 板向右移动一小段距离，电子可能从小孔Q 射出
解析：带电粒子未从Q 射出，根据动能定理知U CD ＞U BA ，将B 板右移，由C ＝εS 4πkd
知C 变小，由C ＝Q U
知，U BA 变大，故可能射出，A 项正确；将A 板左移，则同理可知，U BA 变大，故可能射出，故B 项正确；不管如何移动C 、D 板，U CD 不变，故电子不可能射出，C 、D 两项均错误．
答案：AB
8．(2012·济宁模拟)如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相
连，它的极板长L ＝0.4 m ，两板间距离d ＝4×10－
3 m ，有一束由相同带电微粒组成的粒子流以相同的速度v 0从两板中央平行极
板射入，开关S 闭合前，两极板不带电，由于重力作用，微粒能落到下板的正中央．已知微粒质量m ＝4×10－5 kg ，电荷量q ＝＋1×10－
8 C ，则下列说法正确的是( ) A ．微粒的入射速度v 0＝10 m/s
B ．电容器上板接电源正极时微粒有可能从平行板电容器的右边射出电场
C ．电源电压为180 V 时，微粒可能从平行板电容器的右边射出电场
D ．电源电压为100 V 时，微粒可能从平行板电容器的右边射出电场
解析：开关S 闭合前，两极板不带电，微粒落到下板的正中央，由d 2＝12gt 2，L 2
＝v 0t ，得v 0＝10 m/s ，A 正确；电容器上板接电源正极时，微粒的加速度更大，水平位移将更小，
B 错误；设微粒恰好从平行板右边缘下侧飞出时的加速度为a ，电场力向上，则：d 2＝12
at 2，L ＝v 0t ，mg －Uq d
＝ma ，得U ＝120 V ，同理微粒在平行板右边缘上侧飞出时，可得U ＝200 V ，所以平行板上板带负电，电源电压为120 V ≤U ≤200 V 时微粒可以从平行板电容器的右边射出电场，C 正确、D 错误．
答案：AC
9．理论研究表明，无限大的均匀带电平面在周围空间会形成与平面垂
直的匀强电场．现有两块无限大的均匀绝缘带电平板，正交放置如
图所示，A 1B 1两面带正电，A 2B 2两面带负电，且单位面积所带电荷
量相等(设电荷不发生移动)．图中直线A 1B 1和A 2B 2分别为带正电平
面和带负电平面与纸面正交的交线，O 为两交线的交点，C 、D 、E 、F 恰好位于纸面内正方形的四个顶点上，且CE 的连线过O 点．则下列说法中正确的是( )
A ．C 、E 两点场强相同
B ．D 、F 两点电势相同
C ．电子从C 点移到
D 点电场力做正功
D ．在C 、D 、
E 、
F 四个点中电子在F 点具有的电势能最大
解析：带电平板在C 、D 、E 、F 点产生的合场强如图所示，叠加
后仍为匀强电场，故A 正确．根据沿电场线方向电势降低可知φD
＞φF ，B 错误．电子从C 点移到D 点是从低电势处移向高电势处，
电场力做正功，C 正确．在C 、D 、E 、F 四个点中，F 点电势最
低，故电子在F 点具有的电势能最大，D 正确．
答案：ACD
10．(2012·东城模拟)如图所示，一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球
以初速度v 0水平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着若干个
如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相
互间隔，竖直高度相等，电场区水平方向无限延长．已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直向上，不计空气阻力，下列说法错误的是( )
A ．小球在水平方向一直做匀速直线运动
B ．若场强大小等于mg q
，则小球经过每一电场区的时间均相同 C ．若场强大小等于2mg q
，则小球经过每一电场区的时间均相同 D ．若场强大小等于2mg q
，则小球经过每一无电场区的时间均相同 解析：小球在水平方向一直不受外力，故水平速度一直不变，A 正确；没进入电场区时，小球做平抛运动，竖直方向为自由落体运动，进入电场区时，若场强大小等于mg q
，则进入电场后做匀速运动，竖直方向的速度等于刚进入电场的速度，而各区竖直高度相同，
所以竖直方向的时间不相等，B 错误；若场强大小等于2mg q
，则合力大小为mg ，方向竖直向上，由各区竖直高度相同，故通过两区域的时间相同，出电场的速度又为水平速度，运动具有周期性，C 、D 正确．
答案：B
二、非选择题(本题共2个小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
11．(18分)(2012·福州模拟)某实验工作者设计了一个测量电场强度的实
验，用已知的质量为m 、电量为q 的粒子，令其沿垂直电场方向进
入一区域为矩形abcd 的电场，如图所示，电场方向与ad 平行且竖
直向上，粒子第一次是在靠近矩形的下边dc 进入的，而恰好从b 点飞出．然后，保持电场大小不变，让方向变得相反，再令粒子以同样的速度从靠近上边ab 垂直进入电场，则正好从下边dc 的中点e 处飞出．试根据以上信息求出电场强度．
解析：设矩形区域的长为l ，宽为d ，电场强度为E ，粒子第一次飞入电场，水平方向有：l ＝v 0t 1
竖直方向有：d ＝12a 1t 21
粒子在竖直方向受到方向相反的重力和电场力作用，由牛顿第二定律得：qE －mg ＝ma 1
粒子第二次飞入电场，水平方向有：l 2
＝v 0t 2 竖直方向有：d ＝12a 2t 22
粒子在竖直方向受到同方向的重力和电场力作用，由牛顿第二定律得：qE ＋mg ＝ma 2
由以上各式联立解得：E ＝5mg 3q
答案：5mg 3q
12．(22分)如图所示，同一竖直直线上的A 、B 两点，固定有等量异
种点电荷，电荷量为q ，正、负如图所示，△ABC 为一等边三角
形(边长为L )，CD 为AB 边的中垂线，且与右侧竖直光滑1/4圆
弧轨道的最低点C 相切，已知圆弧的半径为R ，现把质量为m
带电荷量为＋Q 的小球(可视为质点)由圆弧的最高点M 静止释
放，到最低点C 时速度为v 0.已知静电力常量为k ，现取D 为电势零点．
(1)求在等量异种电荷的电场中，M 点的电势φM ；
(2)在最低点C 轨道对小球的支持力F N 为多大？
解析：(1)小球由最高点M 运动到C 点的过程中，由动能定理得
mgR ＋U MC Q ＝12m v 20
可得MC 两点的电势差为U MC ＝12Q
(m v 20－2mgR ) 又等量异种电荷中垂线上的电势相等，即C 、D 两点电势相等，故M 点的电势为 φM ＝U MC ＝12Q
(m v 20－2mgR ) (2)小球到达最低点C 时，＋q 与－q 对其的电场力F 1、F 2是大小相等的，有
F 1＝F 2＝k Qq L 2 又因为△ABC 为等边三角形，易知F 1、F 2的夹角是120°，所以二者的合力为F 12＝k Qq L 2，
且方向竖直向下
由牛顿运动定律得F N －mg －F 12＝m v 20R
整理得轨道对小球的支持力：
F N ＝mg ＋m v 20R ＋k Qq L 2 答案：(1)12Q (m v 20－2mgR ) (2)mg ＋m v 20R ＋k Qq L 2
电场复习指导意见 20XX 年课标版考试大纲本章特点 概念多、抽象、容易混淆。电场强度、电场力、电势、电势差、电势能、 电场力做功。 公式多。在帮助学生理解公式的来龙去脉、物理意义、适用条件的同时，可将其归类。 正负号含义多。在静电场中，物理量的正负号含义不同，要帮助学生正确理解物理量的正负值的含义。 知识综合性强。要把力学的所有知识、规律、解决问题的方法和能力应用 内 容要求说明 54．两种电荷．电荷守恒 55．真空中的库仑定律．电荷量 56．电场．电场强度．电场线．点电荷的场 强．匀强电场．电场强度的叠加 57．电势能．电势差．电势．等势面 58．匀强电场中电势差跟电场强度的关系 59．静电屏蔽 60．带电粒子在匀强电场中的运动 61．示波管．示波器及其应用 62．电容器的电容 63．平行板电容器的电容，常用的电容器 Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ 带电粒子在匀强 电场中运动的计算，只 限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况
到电场当中 具体复习建议 一．两种电荷，电荷守恒，电荷量（Ⅰ） 1．两种电荷的定义方式。（丝绸摩擦玻璃棒，定义玻璃棒带正点；毛皮 摩擦橡胶棒，定义橡胶棒带负电） 2．从物质的微观结构及物体带电方法 接触带电（所带电性与原带电体相同） 摩擦起电（两物体带等量异性电荷） 感应带电（两导体带等量异性电荷） 3．由于物体的带电过程就是电子的转移过程，所以带电过程中遵循电荷守恒。每个物体所带电量应为电子电量（基本电量）的整数倍。 4．知道相同的两金属球绝缘接触后将平分两球原来所带净电荷量。（注意电性）
二．真空中的库仑定律（Ⅱ）1．r r q kq F 2 2112 或 2 2121 12r q kq F F 方向在两点电荷连线上，满足同性相斥，异性相吸。2．规律在以下情况下可使用：（1）规定为点电荷；（2）可视为点电荷； （3）均匀带电球体可用点电荷等效处理，绝缘均匀带电球体间的库仑力可用库仑定律 2 21r q kq F 等效处理，但r 表示 两球心之间的距离。（其它形状的带电体不可用电荷中心等效） （4）用点电荷库仑定律定性分析绝缘带电金属球相互作用力的情况 两球带同性电荷时：2 21r q kq F r 表示两球心间距，方向在球心连线上 两球带异性电荷时：2 21r q kq F r 表示两球心间距，方向在球心连线上 3．点电荷库仑力参与下的平衡模型（两质量相同的带电通草球模型） 4．两相同的绝缘带电体相互接触后再放回原处 （1）相互作用力是斥力或为零（带等量异性电荷时为零） L mg F T α mgtg l q kq 2 2 1) sin 2(3 2 21sin 4cos l q kq mg T
带电粒子在电场中的运动专题练习 1．一个带正电的微粒，从A 点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB 运动，如图，AB 与电场线夹角θ=30°，已知带 电微粒的质量m =1.0×10－7kg ，电量q =1.0×10－10C ，A 、B 相距L =20cm ．（取g =10m/s 2 ，结果保留二位有效数字）求： （1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由． （2）电场强度的大小和方向？ （3）要使微粒从A 点运动到B 点，微粒射入电场时的最小速度是多少？ 2．一个带电荷量为－q 的油滴，从O 点以速度v 射入匀强电场中，v 的方向与电场方向成θ角，已知油滴的质量为m ，测得油滴达到运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为v ，求： (1) 最高点的位置可能在O 点的哪一方？ (2) 电场强度 E 为多少？ (3) 最高点处(设为N )与O 点的电势差U NO 为多少？ 3. 如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L = 0.1m ， 两板间距离 d = 0.4 cm ，有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒质量为 m = 2×10-6kg ，电量q = 1×10-8 C ，电容器电容为C =10-6 F ．求 (1) 为使第一粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的B 点之内，则微粒入射速度v 0应为 多少？ (2) 以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？ 4.如图所示，在竖直平面内建立xOy 直角坐标系，Oy 表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿x 轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.5×10－4 C 的小球从坐标原 点O 沿y 轴正方向以0.4kg.m/s 的初动量竖直向上抛出，它到达的最高点位置为图中的Q 点，不计空气阻力，g 取10m/s 2 . （1）指出小球带何种电荷； （2）求匀强电场的电场强度大小； （3）求小球从O 点抛出到落回x 轴的过程中电势能的改变量. 5、如图所示，一对竖直放置的平行金属板A 、B 构成电容器，电容为C 。电容器的A 板接地，且中间有一个小孔S ，一个被加热的灯丝K 与S 位于同一水平线，从丝上可以不断地发射出电子，电子经过电压U 0加速后通过小孔S 沿水平方向射入A 、B 两极板间。设电子的质量为m ，电荷量为e ，电子从灯丝发射时的初速度不计。如果到达B 板的电子都被B 板吸收，且单位时间内射入电容器的电子数为n 个，随着电子的射入， 两极板间的电势差逐渐增加，最终使电子无法到达B 板，求： （1）当B 板吸收了N 个电子时，AB 两板间的电势差 （2）A 、B 两板间可以达到的最大电势差(U O ) （3）从电子射入小孔S 开始到A 、B 两板间的电势差达到最大值所经历的时间。 6．如图所示是示波器的示意图，竖直偏转电极的极板长L 1=4cm ，板间距离d=1cm 。板右端距离荧光屏 L 2=18cm ，（水平偏转电极上不加电压，没有画出）电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是 v=1.6×107 m/s ，电子电量e=1.6×10-19C ，质量m=0.91×10-30kg 。 (1)要使电子束不打在偏转电极上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U 不能超过多大？ (2)若在偏转电极上加u=27.3sin100πt (V)的交变电压，在荧光屏竖直坐标轴上能观察到多长的线段？ 7．两块水平平行放置的导体板如图所示，大量电子（质量m 、电量e ） 由静止开始，经电压为U 0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从 两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t 0；当在两板间加如图所示的周期为2t 0，幅值恒为U 0的周期 性电压时，恰好．．能使所有电子均从两板间通过。问： ?这些电子通过两板之间后，侧向位移的最大值和最小值分别是多少？ ?侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？ 1．（1）微粒只在重力和电场力作用下沿AB 方向运动，在垂直于AB 方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B 指向A ，与初速度v A 方向相反，微粒做匀减速运动．（2）在垂直于AB 方 向上，有qE sin θ－mg cos θ=0 所以电场强度E =1.7×104 N/C V U v 图3-1-6
带电粒子在电场中的运动 1.如图所示，A 处有一个静止不动的带电体Q ，若在c 处有初速度为零的质子和α粒子，在电场力作用下由c 点向d 点运动，已知质子到达d 时速度为v 1，α粒子到达d 时速度为v 2，那么v 1、v 2等于：（ ） A. :1 B.2 ∶1 C.2∶1 D.1∶2 2.如图所示， 一电子沿等量异种电荷的中垂线由 A →O → B 匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是：（ ） A ．先变大后变小，方向水平向左 B ．先变大后变小，方向水平向右 C ．先变小后变大，方向水平向左 D ．先变小后变大，方向水平向右 3.让 、 、 的混合物沿着与电场垂直的方向进入同一有界匀强电场偏转， 要使它们的偏转角相同，则这些粒子必须具有相同的( ) A.初速度 B.初动能 C. 质 量 D.荷质比 4.如图所示，有三个质量相等，分别带正电，负电和不带电的小球，从上、下带电平行金属板间的P 点.以相同速率垂直电场方向射入电场，它们分别落到A 、B 、C 三点， 则 ( ) A 、A 带正电、 B 不带电、 C 带负电 B 、三小球在电场中运动时间相等 C 、在电场中加速度的关系是aC>aB>aA D 、到达正极板时动能关系 E A >E B >E C 5．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M 点以相同速度垂直 于电场线方向飞出a 、b 两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示，不计粒 子重力及粒子之间的库仑力，则（ ） A ．a 一定带正电，b 一定带负电 B ．a 的速度将减小，b 的速度将增加 C ．a 的加速度将减小，b 的加速度将增加 D ．两个粒子的动能，一个增加一个减小 6．空间某区域内存在着电场，电场线在竖直平面上的分布如图所示，一个质量为m 、电荷量为q 的小球在该电场中运动，小球经过A 点时的速度大小为v 1，方向水平向右，运动至B 点时的速度大小为v 2， 运动方向与水平方向之间的夹角为α，A 、B 两点之间的高度差与水平距离均为H ，则以下判断中正 确的是（ ） A ．若v 2>v 1，则电场力一定做正功 B ．A 、B 两点间的电势差2221()2m U v v q =- C ．小球运动到B 点时所受重力的瞬时功率2P mgv = D ．小球由A 点运动到B 点，电场力做的功22211122 W mv mv mgH =-- 2 H 11H 21H 31
2021届高三物理一轮复习电磁学静电场电场力的性质电场强度专题练习 一、填空题 1．相距为a 的A 、B 两点分别放着等量异种电荷＋Q 、、Q ，在A 、B 连线中点处的电场强度___________N/C ,方向__________（指向A 或B 、 2．如图（a ）所示，在x 轴上有一个点电荷Q （图中未画出），A 、B 两点的坐标分别为0.2m 和0.5m 。放在A 、B 两点的检验电荷q 1、q 2受到的电场力跟检验电荷所带电量的关系如图（b ）所示。则A 点的电场强度大小为___N/C ，B 点的电场强度大小为____N/C ，点电荷Q 的位置坐标为x =__________m 。 3．A 、B 为可视为点电荷的两个带正电小球，固定在足够大的光滑绝缘水平面上，A 球质量m A =0.4kg ，带 电量Q A =3.2×l0-6C ；B 球质量m B =0.6kg ，带电量Q B =8×l0-4 C ，两球之间距离L =3m ，静电力恒量k =9×l09N·m 2/C 2。 则A 球在B 球处产生的电场强度大小为______N/C ，同时释放两球，释放瞬间A 球的加速度大小为_____m/s 2。 4．如图所示，两带电量为Q 的等量异种点电荷相距L ，在连线中点O 处有一半径为r 的金属球壳(r ＜2L )，球心在O 点，则感应电荷在球心O 点的产生的场强大小为_______，方向为________。 5．P 是点电荷Q 电场中的一点，P 到点电荷Q 的距离r =0.1 m 。将一个电量q =1.0×l0-10C 的点电荷放到P 点，受到的电场力F =9.0×10-5N ，己知静电力常量k =9.0×109N·m 2/C 2.则点电荷Q 在P 处的电场强度的大小为______N/C ，点电荷Q 的电荷量为_____C 。 6．如图所示，一个质量为m=0.02kg ，带电量为q =2×10?4C 的物体放在光滑水平面上，所在区域有一水平向右的匀强电场，场强E =500N/C 物体由静止开始向前做匀加速直线运动，重力加速度g =10m/s 2物体在电场中受的电场力为______ N ，物体运动的加速度为___m/s 2 ，物体运动位移24m 时，电场力做功为______ J . 7．如图所示，a、b、c、d 是匀强电场中的四个点，它们正好是一个梯形的四个顶点．电场线与梯形所在的平面平行．ab//cd ，且ab 边长为cd 边长的一半，e 是cd 边的中点．已知a 点的电势3a V ?=、b 点的电势
专题四静电场 1、某静电场的电场线分布如图所示，P、Q为该电场中的两点， 下列说法正确的是 A．P点电势高于Q点电势 B．P点场强小于Q点场强 C．将负电荷从P点移动到Q点，其电势能减少 D．将负电荷从P点移动到Q点，电场力做负功 2、水平线上的O点放置一点电荷，图中画出电荷周围对称分布的 几条电场线，如图所示。以水平线上的某点O'为圆心画一个圆，与 电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是( ) A．b、e两点的电场强度相同B．a点电势低于c点电势 C．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差D．电子沿圆周由d到b，电场力做正功3、图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带负电的点电荷。 一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运 动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子（） A．带负电B．在c点受力最大 C．在b点的电势能大于在c点的电势能 D．由a点到b点的动能变化小于有b点到c点的动能变化 4、如图所示，虚线是两个等量点电荷所产生的静电场中的一簇等势 线，若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运 动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是 A．由a到b的过程中电场力对带电粒子做正功 B．由a到b的过程中带电粒子的电势能在不断减小 C．若粒子带正电，两等量点电荷均带正电 D．若粒子带负电，a点电势高于b点电势 5、一质子从A点射入电场，从B点射出，电场的等差等势面和 质子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不 计质子的重力。下列说法正确的是 A．A点的电势高于B点的电势 B．质子的加速度先不变，后变小 C．质子的动能不断减小 D．质子的电势能先减小，后增大 6、如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的检验电荷q1、 q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点， 若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则 下列说法正确的是 A．B点电势高于A点电势B．q1在A点的电势能大于q2在B点的电势能 C．点电荷Q带负电D．q1的电荷量大于q2的电荷量 7、如图所示，虚线为某一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，M、N为运动轨迹上两
带电粒子在电场中加速与偏转 带电粒子在电场中的加速和偏转 (1)带电粒子在匀强电场中运动的计算方法 用牛顿第二定律计算：带电粒子受到恒力的作用，可以方便的由牛顿第二定律以及匀变速直线运动的公式进行计算。 用动能定理计算：带电粒子在电场中通过电 势差为U AB的两点时动能的变化是二；， - 一1 21 -一梆片 1 。 如图真空中有一对平行金属板，间距为d，接在电压为U的电源上，质量为m电量为q的正电荷穿过正极板上的小孔以V o进入电场，到达负极板时从负极板上正对的小孔穿出。不计重力，求: 正电荷穿出时的速度V是多大？
解法一、动力学 一J壬童 由牛顿第二定律U①由运动学知识：V2 - V o2=2ad②
联立①②解得：■- 解法二、由动能定理qU = - mv2--mvl 2 2 如2 —+ V° 解得 知识点二：带电粒子在电场中的偏转 (1)带电粒子在匀强电场中的偏转 高中阶段定量计算的是，带电粒子与电场线垂直地进入匀强电场或进入平行板电容器之间的匀强电场。如图所示： v y (2)粒子在偏转电场中的运动性质 受到恒力的作用，初速度与电场力垂直，做类平抛运动：在垂直于电场方向做匀速直线运动；在平行于电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。 偏转电场强度：E斗 a 粒子的加速度：a二冬
md 粒子在偏转电场中运动时间：t丄 (U为偏转电压，d为两板间的距离，L为偏转电场的宽度(或者是平行板的长度)，V o 为经加速电场后粒子进入偏转电场时的初速度。) (3)带电粒子离开电场时 垂直电场线方向的速度'1 - 沿电场线方向的速度是’ J 合速度大小是：八，方向：：「离开电场时沿 电场线方向发生的位移 偏转角度也可以由边长的比来表示，过出射点沿速度方向做反向延长线，交入射方向与点Q, 如图： 设Q点到出射板边缘的水平距离为x，则tan^ = — X 1 2勺观
带电粒子在电场中的运动 强化训练 1．（多选题）冬天当脱毛衫时，静电经常会跟你开个小玩笑．下列一些相关的说法中正确的是( ) A ．在将外衣脱下的过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是同种电荷 B ．如果内外两件衣服可看作电容器的两极，并且在将外衣脱下的某个过程中两衣间电荷量一定，随着两衣间距离的增大，两衣间电容变小，则两衣间的电势差也将变小 C ．在将外衣脱下的过程中，内外两衣间隔增大，衣物上电荷的电势能将增大(若不计放电中和) D ．脱衣时如果人体带上了正电，当手接近金属门把时，由于手与门把间空气电离会造成对人体轻微的电击 2.(2012·新课标全国卷) （多选题）如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( ) A ．所受重力与电场力平衡 B ．电势能逐渐增加 C ．动能逐渐增加 D ．做匀变速直线运动 3．(2011·安徽卷)如图6－3－12甲所示，两平行正对的金属板A 、B 间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P 处．若在t 0时刻释放该粒子，粒子会时而向A 板运动，时而向B 板运动，并最终打在A 板上．则t 0可能属于的时间段是( ) A ．0＜t 0＜T 4 B.T 2＜t 0＜3T 4 C.3T 4＜t 0＜T D ．T ＜t 0＜9T 8 4．示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图所示，真空室中电极K 发出电子(初速度不计)经过电压为U 1的加速电场后，由小孔S 沿水平金属板A 、B 间的中心线射入板中．金属板长为L ，相距为d ，当A 、B 间电压为U 2时，电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点．已知电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心的距离变大的是( ) A ．U 1变大，U 2变大 B ．U 1变小，U 2变大 C ．U 1变大，U 2变小 D ．U 1变小，U 2变小 5．(2011·广东卷) （多选题）如图6－3－14为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的．下列表述正确的是( ) A ．到达集尘极的尘埃带正电荷 B ．电场方向由集尘极指向放电极 C ．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D ．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 6．如图所示，D 是一只二极管，AB 是平行板电容器，在电容器两极板间有一带电微粒P 处于静止状态，当两极板A 和B 间的距离增大一些的瞬间(两极板仍平行)，带电微粒P 的运动情况是( ) A ．向下运动 B ．向上运动 C ．仍静止不动 D ．不能确定 7．（多选题）如图6－3－16所示，灯丝发热后发出的电子经加速电场后，进入偏转电场，若加速电压为U 1，偏转电压为U 2，要使电子在电场中偏转量y 变为原来的2倍，可选用的方法有(设电子不落到极板上)( ) A ．只使U 1变为原来的1 2倍 B ．只使U 2变为原来的1 2倍 C ．只使偏转电极的长度L 变为原来的2倍 D ．只使偏转电极间的距离d 减为原来的1 2 倍 8．(2013·沈阳二中测试) （多选题）在空间中水平面MN 的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m 的带电小球由MN 上方的A 点以一定初速度水平抛出，从B 点进入电场，到达C 点时速度方向恰好水平，A 、B 、C 三点在同一直线上，且AB ＝2BC ，如图6－3－17所示．由此可见( ) A ．电场力为3mg B ．小球带正电 C ．小球从A 到B 与从B 到C 的运动时间相等
16-17学年高考物理电场知识点讲解：电场 强度 电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量，下面是16-17学年高考物理电场知识点讲解：电场强度，希望对考生有帮助。 描述电场的基本物理量,是个矢量.简称场强.电场的基本特征是能使其中的电荷受到作用力, 在电场中某观察点的电场强度E,等于置于该点的静止试验电荷q'所受的力F与电量q'的比.试验电荷q'的数值应足够小,不改变它所在处的电场.这样,电场强度就等于每单位正试验电荷所受的力. 电场强度的单位应是牛(顿)每库(伦)在国际单位制中,电场强度的单位是伏(特)每米. 对于真空中静止点电荷q所建立的电场,可以由库仑定律得出 式中r是电荷q 至观察点(或q')的距离;r是由q 指向该观察点的单位矢量,它标明了E的方向;ε0是真空介电常数. 静电场或库仑电场是无旋场,可以引入标量电位φ,而电场强度矢量与电位标量间的关系为负梯度关系 E=-εφ 时变磁场产生的电场称为感应电场,是有旋场.引入矢量磁位A并选择适当规范,可得电场强度与矢量磁位间的关系为时间变化率的负数关系,即 感应电场与库仑电场的合成电场是有源有旋场 电场强度的大小,关系到电工设备中各处绝缘材料的承受能力、导电
材料中出现的电流密度、端钮上的电压,以及是否产生电晕、闪络现象等问题,是设计中需考虑的重要物理量之一. 电场中某一点的电场强度在数值上等于单位电荷在那一点所受的电 场力.试验电荷的电量、体积均应充分小,以便忽略它对电场分布的影响并精确描述各点的电场.场强是矢量,其方向为正的试验电荷受力的方向,其大小等于单位试验电荷所受的力.场强的单位是伏/米,1伏/米=1牛/库.场强的空间分布可以用电力线形象地图示.电场强度遵从场强叠加原理,即空间总的场强等于各电场单独存在时场强的矢量和,即场强叠加原理是实验规律,它表明各个电场都在独立地起作用,并不因存在其他电场而有所影响.以上叙述既适用于静电场也适用于有旋电场或由两者构成的普遍电场. 真空中点电荷场强公式:E=k*Q/r^2 匀强电场场强公式：E=U/d 任何电场中都适用的定义式：E=F/q 平行板电容器间的场强E=U/d=4πkQ/εS 介质中点电荷的场强：E=kQ/(ε*r^2) 16-17学年高考物理电场知识点讲解：电场强度就为大家分享到这里，更多精彩内容请关注查字典物理网。
专题四 电场和磁场 一、电场和磁场中的带电粒子 1、知识网络 2、方法点拨： 分析带电粒子在电场、磁场中运动，主要是两条线索： （1）力和运动的关系。根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解。 （2）功能关系。根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系，从而可确定带电粒子的运动情况，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场。因此要熟悉各种力做功的特点。 处理带电粒子在场中的运动问题应注意是否考虑带电粒子的重力。这要依据具体情况而定，质子、α粒子、离子等微观粒子，一般不考虑重力；液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子由题设条件决定，一般把装置在空间的方位介绍的很明确的，都应考虑重力，有时还应根据题目的隐含条件来判断。 处理带电粒子在电场、磁场中的运动，还应画好示意图，在画图的基础上特别注意运用几何知识寻找关系。 3、典型例题 【例题1】如图1所示，图中虚线MN 是一垂直纸面的平面与纸面的交线，在平面右侧的半空间存在一磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直纸面向外。O 是MN 上的一点，从O 点可以向磁场区域发射电量为+q 、质量为m 、速率为v 的粒子，粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向。已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P 点相遇，P 到O 的距离为L ，不计重力及粒子间的相互作用。 （1）求所考察的粒子在磁场中的轨道半径； （2）求这两个粒子从O 点射入磁场的时间间隔。 半径公式： qB mv R = 周期公式： qB m T π2= 带电粒子在电场磁场中的运动 带电粒子在电场中的运动 带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在复合场中的运动 直线运动：如用电场加速或减速粒子 偏转：类似平抛运动，一般分解成两个分运动求解 圆周运动：以点电荷为圆心运动或受装置约束运动 直线运动（当带电粒子的速度与磁场平行时） 圆周运动（当带电粒子的速度与磁场垂直时） 直线运动：垂直运动方向的力必定平衡 圆周运动：重力与电场力一定平衡，由洛伦兹力提 供向心力 一般的曲线运动
带电粒子在电场中的运动 带电粒子经电场加速：处理方法，可用动能定理、牛顿运动定律或用功能关系。带电粒子经电场偏转：处理方法：灵活应用运动的合成和分解。 带电粒子在匀强电场中作类平抛运动，U、 d、 l、 m、 q、 v0已知。 (1)穿越时间: (2)末速度: (3)侧向位移: （4）偏角：
1、如图所示，长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q、质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端 A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端B点时，速度仍为v0，则（） A．A、B两点间的电压一定等于mgLsinθ/q. B．小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能 C．若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最大值一定为mg/q D．如果该电场由斜面中点正止方某处的点电荷产生，则该点电荷必为负电荷. 2、如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中0点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB=BC，则它们带电荷量之比q1：q2等于（） A．1：2 B．2：1. C． 1:2 D．2：1 3．如图所示，质量为m、电量为q的带电微粒，以初速度v 从A点竖直向上射 入水平方向、电场强度为E的匀强电场中。当微粒经过B点时速率为V B ＝2V ， 而方向与E同向。下列判断中正确的是( ) A、A、B两点间电势差为2mV 2/q. B、A、B两点间的高度差为V 2/2g. C、微粒在B点的电势能大于在A点的电势能 D、从A到B微粒作匀变速运动.
4．一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图，AB与电场线夹角θ=30°，已知带电微粒的质量m=1.0×10－7kg，电量q=1.0×10－10C，A、B相距L=20cm．（取g=10m/s2，结果保留二位有效数字）求：（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由． （2）电场强度的大小和方向？ （3）要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？ 1.7×104N/C v A= 2.8m/s 5．一个带电荷量为－q的油滴，从O点以速度v射入匀强电场中，v的方向与电场方向成θ角，已知油滴的质量为m，测得油滴达到运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为v，求： (1) 最高点的位置可能在O点的哪一方？ (2) 电场强度E为多少？ (3) 最高点处(设为N)与O点的电势差U NO为多少？ U NO = q mv 2 sin2 2
高考物理试题——电场（课堂） （全国卷1）16．关于静电场，下列结论普遍成立的是( ) A ．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 B ．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 C ．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零 D ．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 （全国卷2）17. 在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为V/m.已知一半径为1mm 的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/,水的密度为kg/。这雨滴携带的电荷量的最小值约为（ ） A ．2 C B. 4 C C. 6 C D. 8 C （天津卷）5.在静电场中，将一正电荷从a 点移到b 点，电场力做了负功，则( ) A ．b 点的电场强度一定比a 点大 B ．电场线方向一定从b 指向a C ．b 点的电势一定比a 点高 D ．该电荷的动能一定减小 （天津卷）12.（20分）质谱分析技术已广泛应用 于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意 如图，M 、N 为两块水平放置的平行金属极板，板长为 L ，板右端到屏的距离为D ，且D 远大于L ，O’O 为垂直 于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离O’O 的距离。以屏中心O 为原点建立xOy 直角坐标系，其中x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向。 （1）设一个质量为m 0、电荷量为q 0的正离子以速度v 0沿O’O 的方向从O’点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上O 点。若在两极板间加一沿+y 方向场强为E 的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O 点的距离y 0; 4 102s 3103m ?910-?910-?910-?910-
贵州师大附中实习期间 教学设计 《带电粒子在电场中的运动》 指导老师: 实习生: 谢忠 2015年9月
《带电粒子在电场中的运动》教学设计 一、教学设计说明 1.教材分析 《带电粒子在在电场中的运动》是《普通高中物理课程标准》选修模块3—1中第一章“静电场” 中的内容，其基本内容是要求“处理带电粒子在电场中运动的问题”主要培养学生综合应用力学知识和电学知识的能力。 本节课的教学内容选自人民教育出版普通高中课程标准实验教材教科书2007年版《物理》选修3—1第1章第9节。教材内容由“带电粒子的加速”“带电粒子的偏转”“示波管原理”三部分组成，教学内容的梯度十分明显，安排符合学生的认知规律，教材首先介绍了带电粒子在电场中静电力的作用会发生不同程度的偏转，紧接着通过例题的形式来研究带电粒子的加速和偏转问题，这样我们出现进行问题的处理，清晰明了，一步一步地进行分析求解，可以防止公式过多的出现，避免学生死记硬背的现象出现，让学生从问题的本质出发，将复杂的问题简单化。 示波管的原理部分不仅对力学、电学知识的综合能力有较高的要求，而且要有一定的空间想象能力，因此教科书在“思考与讨论”栏目中设置了四个问题，层次分明、循序渐进，给学生足够的时间与空间的配置，对此部分内容的学习减轻了负担。 2.学情分析 教学主体是普通高二年纪的学生，已经掌握了运动学和功能关系的知识以及简单的静电学的知识，学生具有一定的分析推理能力，但是由于力学和电学的综合程度已有提高，这对于学生的学习还是有一定的困难。 高中二年级学生处于高中学习的关键时期，理论和科技方面的知识都需要加强，而本节教学则恰是理论联系现代科学实验和技术设备的知识，对学生而言通过本节课的学习讲师质的提升，也基于物理学习的宗旨，为往后的电磁学的学习打下（作为类比学习）基础。
上海市各区县2017届高三物理试题电场专题分类精编 一、选择题 1、（2017崇明第12题）如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A 、B 是这条直线上的两点，一 带正电粒子以速度υA 向右经过A 点向B 点运动，经过一段时间后，粒子以速度υB 经过B 点，且υB 与υA 方向相反，不计粒子重力，下面判断正确的是 A ．A 点的场强一定大于B 点的场强 B ．A 点的电势一定高于B 点的电势 C ．粒子在A 点的速度一定大于在B 点的速度 D ．粒子在A 点的电势能一定小于在B 点的电势能 2、（2017虹口第5题）三个点电荷附近的电场线分布如图所示，c 是电量相等的两个负电荷连线的中点， d 点在正电荷的正上方，c 、d 到正电荷的距离相等，则（ ） （A ）c 点的电场强度为零 （B ）b 、d 两点的电场强度不同 （C ）a 点的电势比b 点的电势高 （D ）c 点的电势与d 点的电势相等 3、（2017虹口第8题）如图所示，一带正电的点电荷固定于O 点，两虚线圆均以O 为圆心。两实线分别为带电粒子M 和N 先后在电场中运动的轨迹，a 、b 、c 、d 、e 为轨迹和虚线圆 的交点，不计重力。下列说法中正确的是（ ） （A ）M 、N 均带负电荷 （B ）M 在b 点的速度小于它在a 点的速度 （C ）N 在c 点的电势能小于它在e 点的电势能 （D ）N 在从e 点运动到d 点的过程中电场力先做正功后做负功 4、（2017嘉定、长宁第8题）带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a 点以初速度v 0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b 点，如图所示，实线是电场线，关于粒子，下列说法正确的是（ ） （A ）在a 点的加速度大于在b 点的加速度 （B ）在a 点的电势能小于在b 点的电势能 （C ）在a 点的速度小于在b 点的速度 （D ）电场中a 点的电势一定比b 点的电势高 v A v B A B
带电粒子在电场中的运动知识点精解 1．带电粒子在电场中的加速 这是一个有实际意义的应用问题。电量为q的带电粒子由静止经过电势差为U的电 场加速后，根据动能定理及电场力做功公式可求得带电粒子获得的速度大小为 可见，末速度的大小与带电粒子本身的性质(q/m)有关。这点与重力场加速重物是不 同的。 2．带电粒子在电场中的偏转 如图1-36所示，质量为m的负电荷-q以初速度v0平行两金属板进入电场。设 两板间的电势差为U，板长为L，板间距离为d。则带电粒子在电场中所做的是类似 平抛的运动。 (1)带电粒子经过电场所需时间(可根据带电粒子在平行金属板方向做匀速直线 运动求) (2)带电粒子的加速度(带电粒子在垂直金属板方向做匀加速直线运动) (3)离开电场时在垂直金属板方向的分速度 (4)电荷离开电场时偏转角度的正切值 3．处理带电粒子在电场中运动问题的思想方法 (1)动力学观点
这类问题基本上是运动学、动力学、静电学知识的综合题。处理问题的要点是要注意区分不同的物理过程，弄清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质，并选用相应的物理规律。 能用来处理该类问题的物理规律主要有：牛顿定律结合直线运动公式；动量定理；动量守恒定律。 (2)功能观点 对于有变力参加作用的带电体的运动，必须借助于功能观点来处理。即使都是恒力作用问题，用功能观点处理也常常显得简洁。具体方法常用两种： ①用动能定理。 ②用包括静电势能、能在的能量守恒定律。 【说明】该类问题中分析电荷受力情况时，常涉及“重力”是否要考虑的问题。一般区分为三种情况： ①对电子、质子、原子核、(正、负)离子等带电粒子均不考虑重力的影响； ②根据题中给出的数据，先估算重力mg和电场力qE的值，若mg< 2021届高三物理一轮复习电磁学静电场电场力的性质专题练习 一、填空题 1．电场线从_________或__________出发，终止于________或__________ 。 2．电场强度的定义式______；静电力常量k＝______。 3．静止的带电粒子A、B在电场中的受力方向如图所示，则A带__电，B带___电。（填“正”、“负”） 4．在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m 和5.0m。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a，b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电。则点电荷Q带_________（填正电或负电），点电荷Q的位置坐标为_________。 5．把正点电荷放入电场中A点，受到电场的作用力方向水平向右，则A点的电场强度方向_______________；把正点电荷取走后A点的电场强度方向_______________ 。 6．在一场源电荷为Q的场中A点放一电荷量为q的试探电荷，电荷受到的静电力为F，则A点的电场强度大小为______；若在A点放一电荷量为2q的试探电荷，A点的电场强度大小为______；若将场源电荷量变为2Q，场源电荷和A点位置均不变，则此时A点的电场强度大小为______。 7．如图是某区域的电场线图，A、B是电场中的两个点，由图可知电场强度E A______E B（填“＞”或“＜”），将一个正点电荷先后放在A、B两点，它所受的电场力F A______F B（填“＞”或“＜”）。 8．电荷量为Q 1=3.0×10﹣10C 的负电荷，在电场中某点受到的电场力F =6.3×10-7N ，方向竖直向上，则该点的场强大小为________N/C ，场强方向为________；如果将负电荷Q 1改换为Q 2=6.0×10﹣10C 的正电荷，那么正电荷受到的电场力大小为________N ；如果该点不放电荷，该点场强大小为________N/C 。 9．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正方向运动，其电势能E p 随位移x 的变化关系如图所示。则1x 点的加速度______2x 点的加速度（填“＞、＝、＜”）；其电场强度的方向为______。 10．如图所示，Q 是真空中固定的点电荷，a 、b 、c 是以Q 所在位置为圆心，半径分别为r 和2r 的球面上的三点。将电荷量为q 1、q 2的检验正电荷分别从a 、c 两点移至无穷远处，已知两电荷的电势能均增大且增量相同。取无穷远处电势为零，不计q 1、q 2的相互作用，由此可知： (1)a 、b 两点电场强度的大小之比a b E E =____； (2)q 1在a 点的电势能_____q 2在c 点的电势能；(选填：“>”、“=”、“<”) (3)电势φa ____φc ；(选填：“>”、“=”、“<”) (4)电量q 1_____q 2；(选填：“>”、“=”、“<”) 11．电场中一电荷量q 、质量m 的带电粒子，仅在电场力作用下从A 点沿直线运动到B 点，其速度图像如 图所示，图线斜率为k 。则A 、B 连线上各点的场强_____（填“相等”或“不相等”）， A 点的场强A E _____。 电场 一、选择题(每小题6分,共54分) 1.(2020届广东六校第一次联考,5)如图,静电场中的一条电场线上有M、N两点,箭头代表电场的方向,则() A.M点的电势比N点的低 B.M点的电场强度大小一定比N点的大 C.正电荷在M点的电势能比在N点的大 D.电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的小 2.(2019广东一模,21)(多选)如图所示,点电荷Q1、Q2固定于边长为L的正三角形的两顶点上,将点电荷Q3(电荷量未知)固定于正三角形的中心,Q1=Q2=+q。在正三角形第三个顶点上放入另一点电荷Q,且Q=-q,点电荷Q恰好处于平衡状态。已知静电力常量为k,不计各电荷受到的重力,下列说法正确的是() A.若撤去Q3,则Q将做匀加速直线运动 B.Q3的电荷量为-√3q 3 C.若不改变Q的电性,仅改变其电荷量,Q将不再受力平衡 D.若将Q1的电荷量改为-q,则Q受到的合力大小为2kq2 L2 3.(2020届珠海月考,8)如图所示,有两对等量异种电荷,放在正方形的四个顶点处,a、b、c、d 为正方形四个边的中点,O为正方形的中心,下列说法中正确的是() A.O点电场强度为零 B.a、c两点的电场强度大小相等、方向相反 C.将一带正电的试探电荷从b点沿直线移动到d点,电场力做功为零 D.将一带正电的试探电荷从a点沿直线移动到c点,试探电荷具有的电势能增大 4.(2019广州二模,21)(多选)水平放置的平行板电容器与电源相连,下极板接地。带负电的液滴静止在两极板间P点,以E表示两极板间的场强,U表示两极板间的电压,φ表示P点的电势。若电容器与电源断开,保持下极板不动,将上极板稍微向上移到某一位置,则() A.U变大,E不变,φ不变 B.U不变,E变小,φ降低 C.液滴将向下运动 带电粒子在电场中的加速和偏转 （1）带电粒子在匀强电场中运动的计算方法 用牛顿第二定律计算：带电粒子受到恒力的作用，可以方便的由牛顿第二定律以及匀变速直线运动的公式进行计算。 用动能定理计算：带电粒子在电场中通过电势差为U AB的两点时动能的变化是，则。 如图真空中有一对平行金属板，间距为d，接在电压为U的电源上，质量为m、电量为q的正电荷穿过正极板上的小孔以v0进入电场，到达负极板时从负极板上正对的小孔穿出。不计重力，求：正电荷穿出时的速度v是多大？ 解法一、动力学 由牛顿第二定律：① 由运动学知识：v2－v02=2ad ② 联立①②解得： 解法二、由动能定理 解得 知识点二：带电粒子在电场中的偏转 （1）带电粒子在匀强电场中的偏转 高中阶段定量计算的是，带电粒子与电场线垂直地进入匀强电场或进入平行板电容器之间的匀强电场。如图所示： （2）粒子在偏转电场中的运动性质 受到恒力的作用，初速度与电场力垂直，做类平抛运动：在垂直于电场方向做匀速直线运动；在平行于电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。 （U为偏转电压，d为两板间的距离，L为偏转电场的宽度（或者是平行板的长度），v0为经加速电场后粒子进入偏转电场时的初速度。） （3）带电粒子离开电场时 垂直电场线方向的速度 沿电场线方向的速度是 合速度大小是：，方向： 离开电场时沿电场线方向发生的位移 偏转角度也可以由边长的比来表示，过出射点沿速度方向做反向延长线，交入射方向与点Q，如图： 设Q点到出射板边缘的水平距离为x，则 又， 解得： 即带电粒子离开平行板电场边缘时，都是好像从金属板间中心线的中点处沿直线飞 出的，这个结论可直接引用。 知识点三：带电粒子在电场中的加速与偏转问题的综合 如图所示，一个质量为m、带电量为q的粒子，由静止开始，先经过电压为U1的电场加速后，再垂直于电场方向射入两平行金属板间的匀强电场中，两金属板板长为，间距为d，板间电压为U2。 1、粒子射出两金属板间时偏转的距离y 带电粒子在电场中的“直线运动”（带详解） [例题1]（’07杭州）如图—1所示，匀强电场的方向跟竖直方向成α角。在电场中有一质量为m 、带电量为q 的 摆球，当摆线水平时，摆球处于静止。求： ⑴小球带何种电荷？摆线拉力的大小为多少？ ⑵当剪断摆线后，球的加速度为多少？ ⑶剪断摆线后经过时间t ，电场力对球做的功是多少？ [解析]⑴当摆球静止时，受重力、拉力和电场力等作用，如图—2所示。显然，小球带正电荷。由综合“依据”㈡，可得 ② mg qE ① mg T -----=----=α αcos tan ⑵同理，剪断细线后，球的水平方向的合力、加速度为 ③ g a ma mg -----==ααtan tan ⑶欲求剪断摆线后经过时间t ，电场力对球做的功，须先求球的位移。由“依据”㈡、㈦，可得 ⑤ qEs W ④ at s ---?=------= αsin 2 12 最后，联立②③④⑤式，即可求出以下结果 .t a n 2 1222αt mg W = [例题3]（高考模拟）如图—5所示,水平放置的两平行金属板A 、B 相距为d ，电容为C ，开始时两极板均不带电，A 板接地且中央有一小孔，先将带电液一滴一滴地从小孔正上方h 高处无初速地底下，设每滴液滴的质量为m ，电荷量为q,落到B 板后把电荷全部传给B 板。 ⑴第几滴液滴将在A 、B 间做匀速直线运动？ ⑵能够到达—板的液滴不会超过多少滴？ [解析]⑴首先，分析可知，液滴在场外只受重力作用做自由落体运动，在场内则还要受竖直向上的可变电场力作用。 假设第n 滴恰好在在A 、B 间做匀速直线运动，由“依据”㈠（二力平衡条件），可得 ①mg qE ----= 考虑到电容的电量、场强电势差关系以及电容定义，我们不难得 ②q n Q -----=)1( ③Cd Q d U E ---== 联立①②③式，即可求出 .12 +=q mgCd n2021届高三物理一轮复习电磁学静电场电场力的性质专题练习
2021届广东省高考物理专题练习：电场
带电粒子在电场中加速与偏转
带电粒子在电场中的直线运动.(附详细答案)
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